JP2786521B2 - 中央式給湯装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は中央式給湯装置に関するものである。

（従来の技術） 例えばホテル、総合病院等の大、中規模の各種建物
で、全館への給湯を行う場合には、中央式給湯装置が用
いられている。従来の中央式給湯装置は、例えば第２図
に示すように、多数の給湯個所a1,a2,a3,………を通る
給湯往き管ｂと給湯還り管ｃとから成る循環式配管ｄ
と、ボイラーｅ並びに貯湯タンクｆ及び循環ポンプｇ等
から構成している。そして少なくともボイラーｅや貯湯
タンクｆは定期点検や故障発生時に於いても給湯が中断
されないようにするため、２組を並列に設け、一方側を
バックアップ側として切替動作可能に構成している。ま
た夫々の給湯能力は、使用中に能力不足が発生しないよ
うにするために余裕を持った設計としている。

（発明が解決しようとする課題） このような従来の中央式給湯装置では、重量やスペー
スが嵩み、荷重や施工上の困難性等の理由から、建物の
空きスペースである屋上に設置するのが困難であり、貴
重なスペースである１階や地階に設置することが多い。
また、能力に余裕を持った設計をしているとはいって
も、業務拡張等のように大幅な能力増が必要な場合には
対応することができず、また増設も困難であった。更
に、このような構成では、大量生産に適しておらず、コ
スト高であると共に、運搬や施工が比較的面倒であっ
た。また２組のボイラー等は、通常はバックアップ側で
ない方を連続的に使用することになるので、一方側の耐
久性に問題があった。

本発明はこれらの課題を解決することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 上述の課題を解決するために、本発明の中央式給湯装
置は、給湯個所を通る給湯往き管及び給湯還り管とから
成る循環式配管と複数の瞬間湯沸器とから構成し、該複
数の瞬間湯沸器は、夫々の湯出力側を前記給湯往き管
に、水入力側を前記給湯還り管に接続して並列に構成す
ると共に、該水入力側から湯出力側に至る湯沸経路には
流量センサと湯温センサ及び遠隔操作バルブを設け、該
センサに基づいたバーナの燃焼制御と遠隔操作バルブの
開閉制御を行う個別制御手段を設けると共に、夫々の個
別制御手段を集中的に管理する中央制御手段を設け、該
中央制御手段には各個別制御手段の異常発生検出手段を
設けて、該個別制御手段の異常発生時に前記遠隔操作バ
ルブの閉指令信号を発生させる構成としたものである。

また上記に構成に於いて、中央制御手段と個別制御手
段の制御に於ける通信は、所定時間毎の中央制御手段か
らの問い合わせと、個別制御手段からの肯定応答を伴う
構成とし、異常発生検出手段は、所定時間内に於ける前
記肯定応答の無により個別制御手段の異常発生を検出し
たり、個別制御手段からの異常信号により個別制御手段
の異常発生を検出する構成とすることができる。

（作用） 給湯に際して中央制御手段は、動作させるべき瞬間湯
沸器に対応する個別制御手段に指令を送り、遠隔操作バ
ルブを開とする。こうして遠隔操作バルブが開となった
瞬間湯沸器では、水または戻り湯が給湯還り管から分岐
して水入力側から湯沸経路に流入し、この湯沸経路を流
れる。個別制御手段は、この流れを流量センサにより検
出し、バーナの燃料を開始する。

従って、前記湯沸経路を流れる上水または戻り湯はバ
ーナの燃焼ガスにより加熱される熱交換器を経て加熱さ
れた後、湯出力側から給湯往き管に合流する。合流した
湯は給湯往き管を流れて給湯個所に至り、その一部が使
用される。そして残りは給湯還り管を還流し、適所に於
いて補給された上水と合流して再び上述したように遠隔
操作バルブが開の瞬間湯沸器の湯沸経路を通る循環に供
される。

しかして、上述のように遠隔操作バルブを開として動
作させる瞬間湯沸器の数を増減すれば、給湯能力を給湯
負荷に応じて容易に変更することができる。また業務の
拡大等の理由により既設の瞬間湯沸器の全てを同時に動
作させても、所要の給湯能力が得られなくなった場合に
は、既設の装置に、適数の瞬間湯沸器を増設して、既設
のものと同様にそれらの湯出力側を前記給湯往き管、水
入力側を前記給湯還り管に接続すれば、最大給湯能力を
容易に増大することができる。

以上の動作に於いて、個別制御手段の異常が発生し
て、その異常を中央制御手段の異常発生検出手段が検出
すると、中央制御手段は、その個別制御手段に遠隔操作
バルブの閉指令を発する。この閉指令信号を受け、個別
制御手段は遠隔操作バルブを閉とするので、湯沸経路の
流水が停止し、従ってバーナの燃料も停止する。そし
て、このように故障が発生した瞬間湯沸器の動作を停止
させた後は、給湯負荷に応じて、停止中の瞬間湯沸器を
動作させることにより、適切な能力の給湯運転を継続す
ることができる。

このように、いずれかの瞬間湯沸器、そして個別制御
手段に異常が発生した場合に於いては、対応する瞬間湯
沸器の湯沸経路に戻り湯または上水を強制的に遮断して
動作を停止させるので、異常動作の継続を防止すると共
に、給湯への影響を防止することができる。

（実施例） 次に本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の中央式給湯装置の実施例を系統図と
して表したものである。この図に於いて、符号１（1a,1
b,1c,…）は瞬間湯沸器であり、図に於いては３台を示
しているが、これらの瞬間湯沸器１の数は適宜に設定す
ることができる。これらの瞬間湯沸器１には、熱交換器
２とそれを加熱するためのバーナ３を設けている。ま
た、その水入力側ｉから湯出力側ｏに至る湯沸経路４に
は流量センサ５と湯温センサ６及び遠隔操作バルブ７を
設け、該センサ5,6に基づいたバーナ３の燃焼制御と遠
隔制御バルブ７の開閉制御を行う個別制御手段８を設け
ている。なお、遠隔操作バルブ７は例えば電動バルブで
構成することができる。前記個別制御手段８によるバー
ナ３の燃焼の制御は、前述した流量センサ５により、水
入力側から湯出力側に至る湯沸経路４の所定量以上の流
水を検出してバーナ３の燃焼を開始する動作と共に、前
記湯温センサ６により熱交換器２の下流側の湯温を、予
め個別制御手段８に設定した温度とするように制御する
フィードバック制御や、湯温センサ６に加えて熱交換器
２の上流側の戻り湯または水温を検出する水温センサ
（図示省略）を設けて行うフィードフォワード制御また
はこれらを組み合わせた制御等、通常の個別使用の瞬間
湯沸器に於いて使用されている適宜の制御方法を適用す
ることができる。尚、瞬間湯沸器１の実際の動作に必要
な他の構成要素、例えばファンモータ、点火プラグ、フ
レームロッド等のバーナ安全装置、電磁弁、比例制御
弁、風圧スイッチ、空焚防止スイッチ等の構成要素は図
示を省略している。

符号９は夫々の前記個別制御手段８を集中的に管理す
る中央制御手段であり、該中央制御手段９には各個別制
御手段８の異常発生検出手段10を設けて、個別制御手段
８の異常発生時に前記遠隔操作バルブ７の閉指令信号を
発生させる構成としている。前記中央制御手段９と個別
制御手段８の制御に於ける通信は、所定時間毎の中央制
御手段９からの問い合わせと、個別制御手段８からの肯
定応答を伴う構成とし、異常発生検出手段10は、所定時
間内に於ける前記肯定応答の無により個別制御手段８の
異常発生を検出する構成とすることができる。この他、
異常発生検出手段10は個別制御手段８からの異常信号に
より個別制御手段８の異常発生を検出する構成とするこ
とができる。具体的な異常信号としては、例えば、温度
ヒューズや空焚スイッチ等の過熱防止手段の作動信号、
湯温センサを構成するサーミスタ等の断線による信号、
燃料ガス供給制御用電磁弁またはその駆動回路の故障信
号、ファンモータの回転不検出信号、バーナ燃焼時に於
けるフレームロッドの火炎不検出信号またはバーナ３消
化時に於ける火炎検出信号、個別制御手段８自体の故障
による異常信号等の直接的な異常信号の他、湯温、流量
や燃料ガス等の信号を正常に中央制御手段９に送信して
いる場合に於いて、これらの関係が異常である場合の、
これらの信号等がある。以上の制御のための通信は適宜
の伝送制御手順を適用することができ、また異常発生検
出手段10の具体的構成も適宜である。

符号11は多数の給湯個所12a,12b,12c,……を通る循環
式配管であり、この循環式配管11は給湯往き管13と給湯
還り管14とから構成しており、この循環式配管11の適
所、例えば図に示すように給湯還り管14に循環ポンプ15
を設けている。またこの給湯還り管14には給水管16を接
続している。給水管16はバルブ17や大気解放タンク（図
示省略）を介して上水道に接続する構成とする他、場合
によっては逆止弁等を介して直接に上水道に接続するこ
ともできる。

しかして前記瞬間湯沸器１は、夫々の湯沸経路４の湯
出力側ｏを前記給湯往き管13、水入力側ｉを前記給湯還
り管14に接続して並列に構成している。これらの湯出力
側ｏと給湯往き管13及び水入力側ｉと給湯還り管14は、
手動等のバルブ18,19を介して接続している。尚、図示
の構成に於いて符号20は燃料ガス供給管である。

以上の構成に於いて、給湯に際して中央制御手段９
は、動作させるべき瞬間湯沸器１の個別制御手段８に指
令を送り、遠隔操作バルブ７を開とする。このように開
の指令を送る瞬間湯沸器１の数は、給湯負荷に応じて設
定する。例えば給湯負荷は、後術するように例えば給湯
往き管13を流れる湯温により検出することができる。

しかして循環ポンプ15により給湯還り管14を流れてい
る戻り湯は、給水管16から補給された上水と合流して、
該給湯還り管14の下流側に流れる。そして遠隔操作バル
ブ７が開の瞬間湯沸器１に於いて、給湯還り管14から分
岐して、水入力側ｉから湯沸経路４に流入する。かかる
戻りまたは上水の流入を流量センサ５が検出するので、
個別制御手段８によりバーナ３が燃焼を開始し、予め設
定された制御条件に基ついて制御される。

こうして遠隔操作バルブ７が開の瞬間湯沸器１の湯沸
経路４に流入した戻り湯または上水は、熱交換器２を通
過する際に加熱されて湯出力側ｏに至り、給湯往き管13
に合流する。そして合流した湯は該給湯往き管13を流れ
て各給湯個所12a,12b,12c,……に至り、その一部が使用
される。そして残りは給湯還り管14を還流し、湯の使用
量に応じて前記給水管16から補給された上水と合流して
下流側に流れ、再び前述の動作の循環が行われる。

しかして以上の動作に於いて、湯の使用量が増え、即
ち給湯負荷が大きくなると、給湯往き管13を流れる湯の
温度が低下するので、中央制御手段９は、かかる湯温の
低下を適宜の湯温センサ（図示省略）で検出した場合に
は、この温度の低下程度等に応じて、更に加えて動作さ
せる瞬間湯沸器１の数を導出し、この導出した数に基づ
き、現在遠隔操作バルブ７が閉で運転停止中の瞬間湯沸
基１を選択して、選択した瞬間湯沸器１の個別制御手段
８に指令を送り、その遠隔操作バルブ７を開とする。し
かして、以上の指令によって遠隔操作バルブ７が開とな
った瞬間湯沸器１が上述と同様な動作を開始し、それま
でに動作中の瞬間湯沸器１と同時に動作するので、全体
としての給湯能力が増大し、前述した負荷の増大に対処
することができる。

次に、湯の使用量が減り、給湯負荷が小さくなると、
中央制御手段９は湯温の上昇の程度等に応じて、燃焼を
停止させる瞬間湯沸器１の数を導出し、この導出した数
に基づき、現在遠隔操作バルブ７が開で運転中の瞬間湯
沸器１を選択して、選択した瞬間湯沸器１の個別制御手
段８に指令を送り、その遠隔操作バルブ７を開とする。
こうして、動作状態の瞬間湯沸器１の数が減ることによ
り、給湯負荷の減少に対応することができる。

以上の動作に於いて、例えば業務拡張等に伴い必要給
湯量が大幅に増大し、全部の瞬間湯沸器１を動作させて
も対応できない場合には、既設の装置に、適数の他の瞬
間湯沸器１を増設し、それらの湯出力側を前記給湯往き
管13、水入力側を前記給湯還り管14に接続して、既設の
瞬間湯沸器１と並列に接続して同時に動作させれば、最
大給湯能力を容易に増大することができる。

以上の使用に際して、いずれかの瞬間湯沸器に前述し
たような異常が発生して、正常時には所定時間毎に中央
制御手段９から発生する問い合わせに対しての個別制御
手段８からの肯定応答がない場合や、個別制御手段８か
らの異常信号が発せられた場合には、異常発生検出手段
10が検出信号を発するので、中央制御手段９はこの検出
信号を受け、その個別制御手段８に遠隔操作バルブ７の
閉指令を発する。この閉指令信号を受け、個別制御手段
８は遠隔操作バルブ７を閉とするので、湯沸経路４の流
水が停止し、従ってバーナ３の燃焼も停止する。そし
て、中央制御手段９は、このように故障が発生した瞬間
湯沸器１の動作を停止させた後は、給湯負荷に応じて、
停止中の故障していない瞬間湯沸器１を動作させること
により、適切な能力の給湯運転を継続することができ
る。このように故障した瞬間湯沸器１は、それだれを修
理または取替えるだけで良く、前述した通り、瞬間湯沸
器１の湯出力側ｏと給湯往き管13及び水入力側ｉと給湯
還り管14を、バルブ18,19を介して接続しておけば、こ
のバルブ18,19を閉とすることで、他の瞬間湯沸器１の
動作状態、即ち給湯をしている状態での修理または取替
えを容易に行うことができる。以上のように、いずれか
の瞬間湯沸器、そして個別制御手段８に異常が発生した
場合に於いては、対応する瞬間湯沸器の湯沸経路に戻り
湯または上水を強制的に遮断して動作を停止させるの
で、異常動作の継続を防止すると共に、給湯への影響を
防止することができる。尚、中央制御手段９には、異常
が発生した個別制御手段８に対しての遠隔操作バルブ７
の閉指令を発した後、該遠隔操作バルブ７の閉状態を確
認する信号を個別制御手段８に要求し、確認信号がない
場合には警報を発する警報手段（図示省略）を設けるこ
ともでき、かかる警報手段は、遠隔操作バルブ７を閉と
することができなくなる個別制御手段８の異常発生に対
しても対処することができる。

（発明の効果） 本発明の中央式給湯装置は以上の通り、給湯個所を通
る循環式配管と複数の瞬間湯沸器とから構成し、これら
の複数の瞬間湯沸器の動作を制御することにより負荷の
変動に対応させる構成としたので、従来の中央給湯装置
に於いて必要であった貯湯タンクは不要となり、また複
数の瞬間湯沸器のいずれかが故障した場合でも、それだ
けを修理または取替えるだけで良く、故障に対しても即
座に対応することができ、給湯の中断を防止することが
できるので、切替動作可能な２組を予め設置しておく必
要がなく、また業務拡張等に伴い必要給湯量が大幅に増
大する場合には、既設の装置に、適数の他の瞬間湯沸器
を増設すれば良いので、将来を見越して給湯能力を予め
余裕をもった設計とする必要はない。従って本発明で
は、重量及び所要スペースを大幅に低減することがで
き、また複数の時間湯沸器を夫々ユニットとして運搬可
能であること等により施工が容易となるので、建物の空
きスペースである屋上への設置が可能であり、従来の中
央式給湯装置に占有されていた１階や地階のスペースを
有効に利用することができるという効果がある。また本
発明では、複数の瞬間湯沸器の夫々を多量生産すること
ができるので、一品生産的であった従来の装置と比較し
て、コストを大幅に低減することができるという効果が
ある。更に本発明では、遠隔操作バルブの開閉操作によ
り、容易に中央制御手段により給湯能力を調節すること
ができ、負荷の変動に効率的に対処することができると
ういう効果がある。また本発明では、いずれかの瞬間湯
沸器、そして個別制御手段に異常が発生した場合に於い
ては、対応する瞬間湯沸器の湯沸経路に戻り湯または上
水を強制的に遮断して動作を停止させるので、異常動作
の継続を防止すると共に、給湯への影響を防止すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を表した系統説明図、第２図は
従来例を表した系統説明図である。 符号１（1a,1b,1c,…）……瞬間湯沸器、２……熱交換
器、３……バーナ、４……湯沸経路、５……流量セン
サ、６……湯温センサ、７……遠隔操作バルブ、８……
個別制御手段、９……中央制御手段、10……異常発生検
出手段、11……循環式配管、12a,12b,12c……給湯個
所、13……給湯往き管、14……給湯還り管、15……循環
ポンプ、16……給水管、17、18、19……バルブ、20……
燃焼ガス供給管、ｏ……湯出力側、ｉ……水入力側。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 恭弘 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 高木 多佳雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 望月 公雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 篠原 占三 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 橋本 州典 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (72)発明者 高井 秀忠 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−31947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−72840（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−14524（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−21939（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−78462（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−9344（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24D 17/00 F24H 1/10 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給湯個所を通る給湯往き管及び給湯還り管
   とから成る循環式配管と複数の瞬間湯沸器とから構成
   し、該複数の瞬間湯沸器は、夫々の湯出力側を前記給湯
   往き管に、水入力側を前記給湯還り管に接続して並列に
   構成すると共に、該水入力側から湯出力側に至る湯沸経
   路には流量センサと湯温センサ及び遠隔操作バルブを設
   け、該センサに基づいたバーナの燃焼制御と遠隔操作バ
   ルブの開閉制御を行う個別制御手段を設けると共に、夫
   々の個別制御手段を集中的に管理する中央制御手段を設
   け、前記中央制御手段には各個別制御手段の異常発生検
   出手段を設けて、該個別制御手段の異常発生時に前記遠
   隔操作バルブの閉指令信号を発生させる構成としたこと
   を特徴とする中央式給湯装置
2. 【請求項２】請求項１の中央制御手段と個別制御手段の
   制御に於ける通信は、所定時間毎の中央制御手段からの
   問い合わせと、個別制御手段からの肯定応答を伴う構成
   とし、異常発生検出手段は、所定時間内に於ける前記肯
   定応答の無により個別制御手段の異常発生を検出するこ
   とを特徴とする中央式給湯装置
3. 【請求項３】請求項１の異常発生検出手段は、個別制御
   手段からの異常信号により個別制御手段の異常発生を検
   出することを特徴とする中央式給湯装置